Nesse estudo empregou-se um protocolo experimental para se investigar a distribuição da atenção visual em diversas faixas etárias de maneira a se estudar o desenvolvimento da capacidade de se alocar a atenção em diferentes regiões do campo visual, em especial na situação de atenção dividida.
Estudos envolvendo TR em diferentes faixas etárias, descreveram menores TR em função do aumento da idade (BETTS et al., 2006; BROUDER, 2004; KISELEV et al., 2009; LU et al, 2009, SURNINA; LEBEDEVA, 2002, RUEDA et al., 2004). Nossos resultados estão em consonância com estes achados, pois houve diminuição dos TR em função do aumento da idade nos dois experimentos.
Com a finalidade de explorar a relação, expressa pela correlação (R2), da redução dos TR nos cinco grupos experimentais, introduzimos uma linha de tendência (regressão linear) dos valores médios dos TR Global tanto no experimento I quanto no experimento II (Figuras 30 e 31, respectivamente). Os valores de R2 foram de 0.991 e 0.993 nos experimento I e II respectivamente; portanto há forte relação entre a redução dos TR e o aumento da idade nos dois experimentos. Experimento I y = -16,711x + 401,98 R2 = 0,9908 0 100 200 300 400 500 A B C D E Grupos TR (ms) TRGlobal Regressão Linear
Figura 30 - TR Global (média e desvio padrão) nos cinco grupos no experimento I. Note o espaçamento entre os grupos C-D e D-E; este espaçamento refere-se a faixas etárias não estudadas (11, 13 e 14 anos de idade).
Experimento II y = -16,209x + 411,14 R2 = 0,9934 0 100 200 300 400 500 A B C D E Grupos TR(ms) TR Global Regressão Linear
Figura 31 - TR Global (média e desvio padrão) nos cinco grupos no experimento II. Note o espaçamento entre os grupos C-D e D-E; este espaçamento refere-se a faixas etárias não estudadas (11, 13 e 14 anos de idade).
A melhora do desempenho, i.e., menores TR e menor ocorrência de erros, encontrada nos grupos de maior idade, apresenta correlatos fisiológicos da maturação do sistema nervoso central, em especial do córtex pré frontal. Kanemura et al. (2003), utilizando imagens obtidas por RM encontraram uma forte correlação entre o volume do córtex pré-frontal e a idade dos sujeitos experimentais investigados. Estes autores propuseram uma curva de crescimento, de aspecto sigmóide, que apresenta uma lenta progressão até os 8 anos, um surto repentino de crescimento entre 8 e 14 anos, se estabilizando a seguir nos níveis de indivíduos adultos.
Rebok et al. (1997), Klenberg et al. (2001) encontraram um plateau no desempenho, de forma evidente, ao redor de 10 anos. Os nossos resultados também encontraram um plateau, tanto nas medidas de TR como nos erros, entre as faixas de 9 e 10 anos, que poderiam ser explicados pelos achados neurofisiológicos descritos anteriormente, pois previamente à aquisição de um comportamento é necessário a existência de um substrato anatomo-funcional para consolidação desse comportamento.
Outros autores (TSUJIMOTO et al., 2008; CASEY et al., 2005) descreveram que o processo de amadurecimento das estruturas neuroanatômicas do córtex pré-frontal, em especial o processo de formação de sinapses e
arborização dendrítica, se estabilizariam a partir dos 16 anos em níveis próximos a de adultos. Fan et al. (2005); Raz e Buhle (2006) referem que os mecanismos responsáveis tanto pela atenção explícita como pela atenção encoberta (atender regiões outras que não a do ponto foveado) apresentam envolvimento da circuitaria fronto-parietal. Estes achados dão subsídio anatomo-funcional a funções executivas mais complexas. Os nossos achados, no caso a existência de divisão atencional, apenas no grupo de 15 anos, são coerentes com este fato.
Importante considerar o conceito de heterocronicidade, que diz respeito ao desenvolvimento neurológico ao longo da infância (CASEY et al., (2005), FARBER, 1993; GOGTAY et al., 2004). A heterocronicidade se refere ao fato que diferentes estruturas e áreas cerebrais tem trajetórias de maturação temporalmente distintas se manifestando em tarefas que envolvam processos cognitivos previamente estabelecidos. Por exemplo, áreas de funções executivas superiores como o córtex temporal lateral e o córtex pré frontal amadurecem após a maturação do córtex visual e o córtex somato-sensorial necessárias funções cognitivas (CASEY et al., 2005; GOGTAY et al. ,2004). Casey et al. (2005) referiu que regiões do cérebro responsáveis por funções mais primárias, como por exemplo, os sistemas motor e sensorial, atingem a maturação antes de regiões responsáveis por funções mais complexas e integradoras, como orientação espacial e funções executivas. Nossos achados, com relação à capacidade de dividir a atenção encontrada no grupo mais maduro, talvez pudessem ser explicados pela maturação ou pelos estágios finais de desenvolvimento do córtex pré frontal que estes autores relataram.
Thatcher et al. (1987) referiram que surtos de atividade eletroencefalográficas durante a adolescência estão principalmente localizados nos lobos frontais, sendo portando razoável suspeitar que nas idades de 14 a 16 anos haveria um surto de crescimento principalmente nos lobos frontais. Aqui também nossos achados encontram correlatos neurofisiológicos. No entanto para a correlação dos achados comportamentais com os correlatos neurofisiológicos, citados na literatura, haveria necessidade de estabelecer um protocolo experimental que incluísse essas modalidades comportamentais e neurofisiológicas, ou seja, psicofísica visual e eletrofisiologia ou técnicas de imageamento.
Betts et al. (2006) realizaram um estudo com duas situações experimentais distintas, um considerada simples e outra demandante. Os autores demonstraram
que tanto os TR como o número de erros em tarefas demandantes aumentam quando comparados a tarefas simples. Os nossos achados estão em sintonia com Betts et a.l (2006) com relação à questão dos erros nos experimentos I e II. O experimento I, situação de atenção explícita, é uma tarefa menos demandante que o experimento II (situação de divisão atencional). Encontramos menores números de erros no experimento I quando comparados ao experimento II. Interessante notar que os TR também apresentaram mesmo padrão que o encontrado por Betts et al. (2006), i.e., aumento dos TR no experimento II.
Com relação à análise de erros, Lu et al. (2009), Brodeur (2004), Betts et al. (2006) encontraram achados que demonstram uma diminuição no número de erros cometidos pelos voluntários em função da idade. Nossos achados estão em consonância a estes estudos, pois nos dois experimentos encontramos uma diminuição no número de erros em função da idade.
Com o objetivo de melhor exemplificar os nossos achados, optamos por discutir nesta sessão os erros de antecipação, não resposta e movimento ocular encontrados em nosso estudo. Na sessão resultados abordamos o número total de erros por grupo nos dois experimentos; sendo que há diferença entre os grupos, havendo uma menor ocorrência de erros nas maiores faixas etárias. Aqui apresentamos, de forma separada, os três tipo de erros: antecipação, não resposta e movimento ocular. Como pode ser notado (Figuras 32, 33 e 34) nos grupos D e E praticamente não há ocorrência de antecipação e movimentos oculares no experimento I. Já no experimento II (Figura 35, 36 e 37) ocorre uma maior incidência de erros tendo em vista que esse experimento apresenta uma tarefa mais demandante; estes achados apresentam paralelo aos de Betts et al. (2006). Apesar desse fato, a ocorrência de erros, como no experimento I, diminui nos grupos D e E.
Experimento I 0 10 20 30 40 50 A B C D E Grupos Erros Antecipações
Figura 32 - Número de antecipações cometidos pelos cinco grupos no experimento I.
Experimento I 0 10 20 30 40 50 A B C D E Grupos
Erros Movimentos Oculares
Figura 33 -Número de movimentos oculares cometidos pelos cinco grupos no experimento I.
Experimento I 0 50 100 150 200 250 300 350 400 A B C D E Grupos
Erros Não Respostas
Experimento II 0 10 20 30 40 50 A B C D E Grupos Erros Antecipações
Figura 35 - Número de antecipações cometidos pelos cinco grupos no experimento II.
Experimento II 0 10 20 30 40 50 A B C D E Grupos
Erros Movimentos Oculares
Figura 36 -Número de movimentos oculares cometidos pelos cinco grupos no experimento II.
Experimento II 0 50 100 150 200 250 300 350 400 A B C D E Grupos
Erros Não Respostas
Os resultados dos experimentos I e II, além de serem coerentes entre si, i.e., apresentarem diminuição dos TR e dos erros com o avanço da idade dos grupos experimentais, demonstraram também que foi possível alocar voluntariamente a atenção visual de forma explícita, conforme as instruções recebidas, em todos os grupos estudados. Com relação à divisão atencional, apenas o grupo de 15 anos de idade apresentou tal capacidade.
Com relação a medidas de TR e erros em função do sexo, Surnina e Lebedeva (2002) demonstraram que haveria uma tendência a menores TR no sexo masculino. Nossos dados comprovaram esses achados no grupo E do experimento I, onde os meninos foram mais rápidos que as meninas (Figura 38), porém não encontramos diferença significativa em função do sexo em nenhum dos grupos no experimento II. (Figura 39).
Experimento I 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
masc fem masc fem masc fem masc fem masc fem
A B C D E
Distribuição por sexo nos grupos TR (ms)
*
Experimento II 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
masc fem masc fem masc fem masc fem masc fem
A B C D E
Distribuição por sexo nos grupos TR (ms)
Figura 39 - TR (média e desvio padrão) em função do sexo nos cinco grupos no Experimento II.
Outra análise realizada, para verificar padrões espaciais de distribuição dos TR foi o comportamento dos TR em função de suas coordenadas x, dessa forma fizemos um “corte” de todos os TR dentro de uma mesma coordenada x, colapsando assim as suas respectivas coordenadas y, ponto a ponto, nos cinco grupos experimentais. Essa análise também fez uso de uma linha de tendência de quarta ordem, procurando verificar o padrão de comportamento dos TR na área amostrada da tela do computador. Para esclarecer essa análise lembramos as grades de estímulos apresentadas nas Figuras 12 e 18 (vide seção Materiais e Métodos); num dado experimento todo estímulo apresentava uma coordenada x,y. Na análise quártica essas duas dimensões foram colapsadas em uma só, i.e., x,y tornou-se X e o eixo Y da análise quártica tornou-se TR médio.
A análise quártica se justifica pelo fato de poder apresentar: dois máximos e um mínimo, ou dois mínimos e um máximo, ou uma larga região de máxima ou de mínima. A existência de um foco atencional estaria contemplada pela situação da existência de uma região de um mínimo; e a divisão atencional seria revelada pela presença de dois mínimos laterais e um máximo no meio, onde o voluntário está fixando o seu olhar.
Essa análise está expressa graficamente nas Figuras 40, 41, 42, 43 e 44 para o experimento I e nas Figuras 45, 46, 47, 48 e 49 para o experimento II.
Central_8anos y = -2E-08x4 + 3E-05x3 - 0,0151x2 + 3,2919x + 189,33 R2 = 0,3871 250 300 350 400 450 500 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Figura 40 Análise quártica do Experimento I, grupo A; há foco atencional no local foveado, conforme esperado. Central_9anos y = -7E-09x4 + 1E-05x3 - 0,0057x2 + 1,0636x + 319,7 R2 = 0,3078 250 300 350 400 450 500 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Figura 41 - Análise quártica do Experimento I, grupo B; há foco atencional no local foveado, conforme esperado. Central_10anos y = -1E-08x4 + 2E-05x3 - 0,0102x2 + 2,049x + 240,19 R2 = 0,1996 250 300 350 400 450 500 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Figura 42 - Análise quártica do Experimento I, grupo C; há foco atencional no local foveado, conforme esperado.
Experimento I Grupo A
Experimento I Grupo B
Central_12anos y = -5E-09x4 + 8E-06x3 - 0,0046x2 + 0,872x + 294,3 R2 = 0,2263 250 300 350 400 450 500 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Figura 43 - Análise quártica do Experimento I, grupo D; há foco atencional no local foveado, conforme esperado. Central_15anos y = -2E-08x4 + 3E-05x3 - 0,0171x2 + 3,4149x + 74,09 R2 = 0,4151 200 250 300 350 400 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Figura 44- Análise quártica do Experimento I, grupo E; há foco atencional no local foveado, conforme esperado.
Como pode-se notar, pela presença de um mínimo, i.e., menores TR com um vale localizado na coordenada X=400, ponto este coincidente com o centro da tela do monitor, os voluntários em todos os grupos experimentais apresentaram TR menores para os estímulos localizados na região na qual eles deveriam atender, i.e., região dentro da moldura central (ROI 1).
Pode-se notar ainda que esse vale se acentuou nos grupos com maior idade. Além de haver menores TR nos grupos com maior idade, os voluntários conseguiram ou demonstraram maior capacidade de atender à região central, i.e atenção explicita, de maneira mais consistente nos grupos com maior idade.
Do ponto de vista sensorial não encontraríamos explicação para esse fato, pois tanto a retina como as porções primarias do córtex visual encontram-se já suficientemente desenvolvidas nas faixas etárias estudadas. De maneira
Experimento I Grupo D
complementar os resultados do experimento II apóiam essa hipótese; i.e., apenas o grupo E apresentou um pico central (maiores TR) e dois vales periféricos(menores TR), caracterizando assim de forma gráfica a divisão atencional. Tendo em vista que esta capacidade é demandante, sendo mediada pelas porções altas do sistema nervoso central, i.e., funções executivas superiores, esse achado está em consonância com a “tardia” maturação do córtex pré-frontal.
A. Dividida_8 anos y = 3E-09x4 - 4E-06x3 + 0,002x2 - 0,4445x + 436,31 R2 = 0,0343 0 100 200 300 400 500 600 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Figura 45 - Análise quártica do Experimento II, grupo A; não há evidência de divisão atencional. A.Dividida 9anos y = 2E-09x4 - 4E-06x3 + 0,0024x2 - 0,5743x + 426,63 R2 = 0,0265 250 300 350 400 450 500 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Figura 46 - Análise quártica do Experimento II, grupo B; não há evidência de divisão atencional.
Experimento II Grupo A
A.Dividida_10anos y = -7E-10x4 + 1E-06x3 - 0,001x2 + 0,2327x + 349,96 R2 = 0,0153 250 300 350 400 450 500 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Figura 47 - Análise quártica do Experimento II, grupo C; não há evidência de divisão atencional.
A.Dividida_12anos y = 3E-09x4 - 3E-06x3 + 0,0011x2 - 0,1053x + 334,64 R2 = 0,0944 250 300 350 400 450 500 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Figura 48 - Análise quártica do Experimento II, grupo D; não há evidência de divisão atencional.
A.Dividida_15anos y = 7E-09x4 - 1E-05x3 + 0,0064x2 - 1,3015x + 356,35 R2 = 0,1214 200 250 300 350 400 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Figura 49 - Análise quártica do Experimento II, grupo E. Há evidência de divisão atencional.
Do ponto de vista clínico, é importante salientar que os aspectos sensoriais, em tese, estão preservados nos distúrbios atencionais, enquanto que a alocação
Experimento II Grupo C
Experimento II Grupo D
voluntária da atenção estaria comprometida. No experimento I demonstramos que mesmo nas menores faixas etárias a atenção explícita está presente. Tendo em mente que voluntários normais, já nos primeiros anos de escolaridade apresentam essa capacidade. Poderíamos especular que, em função dos relatos clínicos descritos em diversos estudos (APA, 1994; KELLER, 1998), nos distúrbios atencionais em especial nos portadores de TDAH, esta capacidade estaria comprometida.
Como citado, Keller (1998) apresentou como principais características do TDAH a dificuldade de atenção (inabilidade para atenção sustentada, atenção focada prejudicada, atenção seletiva prejudicada, atenção dividida prejudicada e vigilância prejudicada) impulsividade e distração. Como características acadêmicas citou a desorganização, distração, tempo de atenção reduzido, impulsividade, dificuldades em completar tarefas, baixo sucesso acadêmico, variabilidade no sucesso acadêmico, fracassar ao seguir instruções, comportamento irriquieto, fala excessiva, fraca compreensão de leitura, déficit nas habilidades motoras muitas vezes secundárias a desatenção, caligrafia difícil de ler e dificuldade em seguir instruções. Outros déficits cognitivos como inabilidades específicas de aprendizado, Transtorno do Processamento Auditivo (TPA) e problemas com processamento da percepção visual podem estar associados.
Desta forma a aplicação de um protocolo baseado no descrito neste trabalho, poderia contribuir tanto na identificação como no diagnóstico das alterações dos mecanismos atencionais.
Com relação à divisão atencional, tendo em vista que esta capacidade apenas se apresentou na maior faixa etária estudada, um protocolo baseado no experimento II apenas encontraria uma eventual aplicação clínica em pacientes após a puberdade.
Uma outra possibilidade seria a inclusão de outros grupos experimentais de faixas etárias mais avançadas para se investigar o padrão de aquisição tanto da atenção explícita como da divisão atencional. Seria esperado que houvesse maior robustez dessas duas capacidades em idades posteriores às estudadas em nosso trabalho.
Os nossos experimentos I e II apresentaram sempre um estímulo com tamanho aparente de 0,2° de ângulo visual, independente da localização de sua apresentação. Tendo em vista a distribuição topográfica de fotorreceptores na retina
humana, o mesmo estímulo poderá eliciar respostas diferentes em função de sua localização no campo visual, i.e, sua projeção em determinada região da retina. Uma possível maneira de compensar este fato seria a proposta por Cavanagh e Intriligator (2001), na qual pode-se compensar o efeito de magnificação cortical, i.e., alvos apresentados na fóvea apresentam maior representação no córtex visual primário do que alvos com mesmo tamanho aparente apresentados na periferia.
Portanto, em estudos futuros, uma possibilidade seria compensar o fator excentricidade do estímulo. Isso seria feito mediante a manipulação de seu tamanho, ou seja, aumentar o tamanho do estímulo à medida que a sua apresentação se distancie do ponto de fixação central. Adotando esta estratégia esperaríamos minimizar o componente sensorial (bottom-up ou ascendente) de maneira que os componentes atencionais voluntários (top-down ou descendente) sejam melhor acessados por meio das medidas de TR.